室內分布系統(tǒng)的工作原理及技術要求（通信）

室內分布系統(tǒng)的工作原理及技術要求-PAGE8室內分布系統(tǒng)的工作原理及技術要求TOC\o"1-3"\h\z一、室內分布系統(tǒng)原理 11.概述 12.室內分布系統(tǒng)組網 23.CDMA與GSM共用信號分布系統(tǒng)的組網 104.多系統(tǒng)共用信號分布系統(tǒng)組網 125.室內分布系統(tǒng)的監(jiān)控 16.共用信號分布系統(tǒng)組網時系統(tǒng)間的干擾協(xié)調 2二、室內分布系統(tǒng)的技術要求 41.系統(tǒng)技術指標 42.天饋線及無源器件技術指標 4三、室內分布系統(tǒng)的相關技術 51.室內分布系統(tǒng)的室內電磁傳播模型 52.室內分布系統(tǒng)的噪聲分析 73、室內分布系統(tǒng)的上下行平衡 11四、室內分布系統(tǒng)的工程建設 14五、室內分布系統(tǒng)綜合考評 16一、室內分布系統(tǒng)原理1.概述室內分布系統(tǒng)是針對室內用戶群、主要解決建筑物內移動通信網絡的網絡覆蓋、網絡容量、網絡質量的一種方案。

隨著城市里移動用戶的飛速增加以及高層建筑越來越多，話務密度和覆蓋要求也不斷上升。這些建筑物規(guī)模大，對移動電話信號有很強的屏蔽作用。在大型建筑物的低層、地下商場、地下停車場等環(huán)境下，移動通信信號弱，手機無法正常使用，形成了移動通信的盲區(qū)和陰影區(qū)；在中間樓層，由于來自周圍不同基站信號的重疊，造成導頻污染，手機頻繁切換，甚至掉話，嚴重影響了手機的正常使用。另外，在有些建筑物內，雖然手機能夠正常通話，但是用戶密度大，基站信道擁擠，手機上線困難。

室內分布系統(tǒng)為上述問題提供了較佳的解決方案。其原理是利用室內天線分布系統(tǒng)將移動通信基站的信號均勻分布在室內每個角落，從而保證室內區(qū)域擁有理想的信號覆蓋。2.室內分布系統(tǒng)組網如上圖所示，室內分布系統(tǒng)由信號源部分和信號分布系統(tǒng)兩部分組成。2.1信號源部分2.1.1室內分布系統(tǒng)的信號源的接入方式室內分布系統(tǒng)的信號源有以下幾種接入方式：(1)宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)；(2)微蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)；(3)直放站作信源接入信號分布系統(tǒng)。分別論述如下：宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)是以宏蜂窩基站作為信號分布系統(tǒng)的信號源。宏蜂窩作信號源容量大、覆蓋范圍廣、信號質量好、容易實現無源分布、網絡優(yōu)化簡單，是室內分布系統(tǒng)最好的接入方式。但宏蜂窩成本較為昂貴，且需有光纖傳輸通路，建設周期長。宏蜂窩宏蜂窩耦合器功分器天線宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)示意圖宏蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)示意圖(2)微蜂窩作信源接入信號分布系統(tǒng)是以微蜂窩基站作為信號分布系統(tǒng)的信號源。由于微蜂窩本身功率較小，只適用于較小面積的室內覆蓋，若要實現較大區(qū)域的覆蓋，就必須增加微蜂窩功放。與宏蜂窩相比微蜂窩成本較低、對環(huán)境要求不高、施工方便等，所以微蜂窩作信號源使用也較為廣泛。微蜂窩微蜂窩微蜂窩功放天線功分器耦合器微蜂窩+功放接入信號分布系統(tǒng)微蜂窩+功放接入信號分布系統(tǒng)示意圖(3)直放站作信源接入信號分布系統(tǒng)是利用施主天線空間耦合或利用耦合器件直接耦合存在富余容量的基站信號，再利用直放站設備對接收到的信號進行放大為信號分布系統(tǒng)提供信號源。直放站以其靈活簡易的特點成為解決小容量室內分布系統(tǒng)的重要方式。直放站不需要基站設備和傳輸設備，安裝簡便靈活，設備型號也豐富多樣，在移動通信直放站中也扮演著重要的角色。直放站作信源接入信號分布系統(tǒng)有以下應用方式：1)通過直放站的施主天線直接從附近基站提取信號2)用耦合器從附近基站耦合部分信號通過光纖傳送到欲覆蓋區(qū)的直放站BTSBTS光纖直放站光纖直放站3)用耦合器從附近基站耦合部分信號通過電纜傳送到欲覆蓋區(qū)的直放站BTSBTS2.1.2室內分布系統(tǒng)的信源的選取室內分布系統(tǒng)的信源的選取應綜合權衡系統(tǒng)容量、頻率資源、預期收益、投入成本、預期效果等多方面因素才能定奪。系統(tǒng)容量直接決定室內分布系統(tǒng)的網絡質量，如容量太小將直接導致覆蓋區(qū)內的信道堵塞、呼損率大幅提高、接通困難、掉話嚴重等一系列的嚴重問題。容量太大又會造成本過高和資源的巨大浪費，因此配置合理的室內分布系統(tǒng)的容量非常重要。以下提供工程設計中的經驗值：平均每用戶忙時話務量：0.02Erl用戶呼損率:2%直放站覆蓋區(qū)域的話務量不超過其施主基站話務量的40%當直放站覆蓋區(qū)域的話務量超過其施主基站話務量的40%時，應改換宏蜂窩或微蜂窩基站作信源。室內分布系統(tǒng)信源選擇的比較使用基站使用直放站1.是否增加容量

根據需要增加容量不能增加容量2.信號質量好一般3.對網絡的影響小控制不好影響很大4.是否需要傳輸設備需要不需要5.是否需要重新頻率規(guī)劃需要不需要6.是否需要調整參數需要支持7.是否支持容量動態(tài)分配不支持(容量預分配)支持8.是否支持多運營商不支持支持9.安裝時間較長較短10.投資較多較少2.2信號分布系統(tǒng)信號分布系統(tǒng)主要由信號分/合路器、功率分配器件、饋線、室內天線等組成，是將基站或直放站的信號均勻的覆蓋到室內的每個角落。如下圖：BTSBTS干放……2.2.1信號分布的方式(1)射頻無源分布系統(tǒng)功分器耦合器壁掛天線功分器耦合器壁掛天線信源吸頂天線(2)射頻有源分布系統(tǒng)有源系統(tǒng)主要由干線放大器、功分器、耦合器、饋線、天線組成。有源系統(tǒng)中的有源設備可以有效補償信號在傳輸中的損耗，從而延伸覆蓋范圍，受信號源輸出功率影響較小。有源系統(tǒng)廣泛應用于各種大中型室內覆蓋系統(tǒng)工程。如下圖：耦合器耦合器干放干放吸頂天線信源壁掛天線功分器吸頂天線信源壁掛天線功分器(3)光纖分布方式光纖分布系統(tǒng)是采用光纖作為傳輸介質，由覆蓋近端機（主單元、接口單元）、遠端覆蓋單元、天線、光分/合路器件組成。由于光纖損耗小，適合于長距離傳輸，該系統(tǒng)廣泛應用于大型寫字樓、酒店、地下隧道、居民樓等室內覆蓋系統(tǒng)的建設。如下圖：主機主機光端機光端機光端機(4)泄露電纜分布方式信號源通過泄漏電纜傳輸信號，并通過電纜外導體的一系列開口，在外導體上產生表面電流，從而在電纜開口處橫截面上形成電磁場，這些開口就相當于一系列的天線起到信號的發(fā)射和接收作用。它適用于隧道、地鐵、長廊等地形。如下圖：幾種信號分布方式的比較：信號分布方式優(yōu)點缺點1.無源天饋分布方式成本低、無源器件，故障率低、無需供電，安裝方便、無噪聲累積、寬頻帶系統(tǒng)設計較為復雜、信號損耗較大時需加干放2.有源分布方式設計簡單，布線靈活，場強均勻頻段窄，多系統(tǒng)兼容困難；需要供電，故障率高、有噪聲積累，造價高3.光纖分布方式傳輸距離遠，布線方便，性能和傳輸質量好。造價高4.泄漏電纜分布方式場強分布均勻，可靠性高；頻段寬，多系統(tǒng)兼容性好。造價高，覆蓋半徑小。確定了室內分布系統(tǒng)的信源的接入方式和信號的分布方式即完成室內分布系統(tǒng)的組網方案。3.CDMA與GSM共用信號分布系統(tǒng)的組網目前，中國聯(lián)通在國內許多城市都已不同程度地建設了一批GSM室內分布系統(tǒng)，而CDMA網絡建設較晚，室內分布系統(tǒng)的數量較少。因此借助原來GSM網絡的室內分布系統(tǒng)資源解決CDMA網絡的室內覆蓋是在短時間建設成廣覆蓋的CDMA網絡的一種行之有效的方法。在新建設的室內分布系統(tǒng)中若GSM網絡和CDMA網絡同時建設不僅業(yè)主難于協(xié)調還會造成巨大的資源浪費。因此CDMA與GSM共用信號分布系統(tǒng)的組網是實現GSM和CDMA雙網覆蓋的有效方法。在全國得到廣泛應用。3.1信源合路通過雙頻合路器把CDMA信號和GSM信號和為一路接入同一天饋系統(tǒng)，實現CDMA與GSM的雙網覆蓋。如下圖所示：CDMA信號源接入GSM信號源接入CDMA信號源接入GSM信號源接入雙頻合路器3.2分布系統(tǒng)中放大單元合路在分布系統(tǒng)中若無源分布系統(tǒng)無法滿足覆蓋要求需加信號放大設備時，要對分別放大的信號進行合路。如下圖：在分布系統(tǒng)中的應用如下圖：4.多系統(tǒng)共用信號分布系統(tǒng)組網隨著地鐵、大型展館、大型建筑群的出現室內分布系統(tǒng)也出現新的特點。多運營商、多種通信制式共用信號分布系統(tǒng)成為被廣泛應用的解決方法。POI是多系統(tǒng)共用信號分布系統(tǒng)中不可缺少的關鍵設備。POI是信號公共的輸入輸出平臺其實現功能如下：(1)實現多頻段、多系統(tǒng)的信號共路雙向或單向傳輸如下圖：POIPOIGSMDCSCDMA3G室內分布系統(tǒng)POIBTS1POIBTS1BTS2室內分布系統(tǒng)BTS3BTS3BTS4BTS4多系統(tǒng)共用信號分布系統(tǒng)組網就是把多頻段、多系統(tǒng)、多運營商的信號通過POI設備（公共輸入輸出平臺）共用信號分布系統(tǒng)的組網方式。5.室內分布系統(tǒng)的監(jiān)控由于室內分布系統(tǒng)在CDMA網絡內占有較重的地位，因此能擁有一個可靠、實用、功能強大、接口豐富的CDMA直放站網管系統(tǒng)對運營商來說是一件很重要的事情。CDMA室內分布式系統(tǒng)監(jiān)控解決方案包括CDMA分布式光纖直放站監(jiān)控解決方案和CDMA分布系統(tǒng)解決方案。CDMA室內分布系統(tǒng)光纖直放站監(jiān)控解決方案CDMA分布光纖直放站監(jiān)控解決方案原理圖光纖直放站的中繼端和覆蓋端通過光纖Modem、光纖進行數據交換，其特點如下；在遠程監(jiān)控方面，網管中心對中繼端和每一個覆蓋端都能進行全面的管理（查詢、設置、告警等）。在本地維護方面，維護人員在中繼端可以對任一覆蓋端進行監(jiān)測和調整；在任一覆蓋端可以對中繼端進行檢測和調整。CDMA室內射頻分布系統(tǒng)的監(jiān)控解決方案CDMA室內分布系統(tǒng)的監(jiān)控解決方案原理圖室內分布系統(tǒng)的分布式網管界面CDMA室內分布系統(tǒng)的主機通過RS-485總線與各從機進行數據交換，特點如下：在遠程監(jiān)控方面，網管中心應對主機和每一個從機都能進行全面的管理（查詢、設置、告警等）。6.共用信號分布系統(tǒng)組網時系統(tǒng)間的干擾協(xié)調由于800MHz頻段CDMA數字蜂窩移動通信系統(tǒng)基站發(fā)射頻段為870—880MHz，900MHz頻段GSM數字蜂窩移動通信系統(tǒng)基站接收頻段885-915MHz，兩系統(tǒng)之間只有5MHz保護帶。因此在多系統(tǒng)共用信號分布系統(tǒng)組網時CDMA800下行雜散發(fā)射對GSM900的上行輸出干擾應給予合理的協(xié)調。依據信部無〔2002〕65號文精神協(xié)調如下：(1)800MHzCDMA系統(tǒng)基站和直放機在帶外各頻段雜散發(fā)射的核準限值頻率范圍測試帶寬極限值檢波方式9kHz～150kHz1kHz-36dBm峰值150kHz～30MHz10kHz-36dBm峰值30MHz～1GHz100kHz-36dBm峰值1GHz～12.75GHz1MHz-30dBm峰值806MHz～821MHz100kHz-67dBm有效值885MHz～915MHz100kHz-67dBm有效值930MHz～960MHz100kHz-47dBm峰值1.7GHz～1.92GHz100kHz-47dBm峰值3.4GHz～3.53GHz100kHz-47dBm峰值發(fā)射工作頻帶兩邊各加上1MHz過渡帶內的噪聲電平100kHz-22dBm有效值(2)800MHz頻段CDMA系統(tǒng)的發(fā)射天與900MHzGSM系統(tǒng)的接收天線之間水平距離與加裝濾波器值的關系CDMA在885-915MHz頻段帶外雜散發(fā)射限值兩系統(tǒng)天線之間水平距離需加裝濾波器值-67dBm/100kHz50m以上不需要加裝濾波器20-50m10dB1